作为shared_ptr的shared_array元素？

Question

如果我有一个boost::shared_array<T> (或boost::shared_ptr<T[]>)，有没有办法获得与阵列共享的boost::shared_ptr<T>？

例如，我可能想要这样写：

shared_array<int> array(new int[10]);
shared_ptr<int> element = &array[2];

我知道我不能使用&array[2]，因为它只有int *类型，而且对于shared_ptr<int>来说，拥有一个接受该类型的隐式构造函数是很危险的。理想情况下，shared_array<int>上应该有一个实例方法，类似于：

shared_ptr<int> element = array.shared_ptr_to(2);

不幸的是，我找不到这样的东西。在shared_ptr<int>上有一个别名构造函数，它将与另一个shared_ptr<T>进行别名，但它不允许与shared_array<T>进行别名；所以我也不能写这个(它不会编译)：

shared_ptr<int> element(array, &array[2]);
//Can't convert 'array' from shared_array<int> to shared_ptr<int>

我使用的另一个选项是使用std::shared_ptr<T> (std而不是boost)。T[]的专门化不是标准化的，所以我想自己定义它。不幸的是，我认为这实际上不可能以一种不破坏别名构造函数内部的方式实现，因为它试图将我的std::shared_ptr<T[]>转换为它自己的特定于实现的超类型，而这已经不可能了。(我的目前只是从boost中继承过来的。)这个想法的好处是我可以实现我的实例shared_ptr_to方法。

这是我尝试过的另一个想法，但我不认为它的效率足够高，不足以让我们在整个大型项目中使用它。

template<typename T>
boost::shared_ptr<T> GetElementPtr(const boost::shared_array<T> &array, size_t index) {
    //This deleter works by holding on to the underlying array until the deleter itself is deleted.
    struct {
        boost::shared_array<T> array;
        void operator()(T *) {} //No action required here.
    } deleter = { array };
    return shared_ptr<T>(&array[index], deleter);
}

下一步我将尝试升级到Boost 1.53.0 (我们目前只有1.50.0)，使用shared_ptr<T[]>而不是shared_array<T>，并且总是使用boost而不是std (即使是非数组)。我希望这能起作用，但我还没有机会尝试一下：

shared_ptr<int[]> array(new int[10]);
shared_ptr<int> element(array, &array[2]);

当然，我仍然更喜欢实例方法语法，但我想我在这方面不太走运(除了修改Boost)：

shared_ptr<int> element = array.shared_ptr_to(2);

其他人有什么想法吗？

Answer 1

你在做奇怪的事情。为什么需要shared_ptr to element？您是否希望将数组的元素传递到其他地方，并按住您的数组，使其不被移除？

如果是，那么std::vector<shared_ptr<T>>更适合这样做。该解决方案是安全、标准的，且在对象移除方面具有细粒度

Answer 2

boost::shared_ptr本身似乎并不支持这一点。也许你可以用一个自定义的deleter来解决这个问题。但是std::shared_ptr提供了一个特殊的构造函数来支持您想要的内容：

struct foo
{
    int a;
    double b;
};

int main()
{
    auto sp1 = std::make_shared<foo>();
    std::shared_ptr<int> sp2 (sp1,&sp1->a);
}

在这里，sp1和sp2共享foo对象的所有权，但sp2指向该对象的成员。如果sp1被销毁，foo对象仍然是活动的，sp2仍然有效。

Answer 3

这是我最后做的事情。

我制作了自己的shared_array<T>实现。它有效地扩展了shared_ptr<vector<T>>，只是它实际上扩展了我自己的vector<T>包装器，这样用户就不能得到向量。这意味着我可以保证它不会被调整大小。然后，我实现了所需的实例方法--包括weak_ptr_to(size_t)，当然还有operator[]。

我的实现使用std::make_shared来生成向量。因此，向量与控制块分开分配其内部数组存储，但向量本身成为控制块的成员。因此，这几乎等同于忘记为普通类型使用std::make_shared -但因为这些是数组，它们可能会很大且很少，所以它不那么重要。

我也可以创建一个基于shared_ptr<T>但使用default_delete<T[]>或任何需要的实现，但它必须与控制块分开分配数组(因此与向量相比没有太多节省)。我不认为有一种可移植的方法可以在控制块中嵌入动态大小的数组。

或者我的实现可以基于boost::shared_array<T>，并在获取元素指针时使用自定义删除器(根据问题中的示例)。这在大多数情况下可能更糟，因为不是一次性命中分配数组，而是每次我们获取一个别名指针时都会得到命中(对于非常短暂的指针，这种情况可能会发生很多次)。

我认为让它变得更优化的唯一合理方法是使用最新的boost (如果它有效；在我改变主意之前，我没有尝试到这一步，主要是因为我希望自己的实例成员)。当然，这意味着在任何地方都要使用boost，即使是单个对象。

但是，我使用Visual Studio的调试器的主要优点是(我被告知)擅长显示std::shared_ptrs和std::vectors的内容，而(我们期望的)不太擅长分析boost内容或自定义内容。

所以我认为我所做的基本上是最优的。:)